“毁灭之神”阿波菲斯于2029年4月接近地球时的插图(图片来源:uux.cn/Jonathan Männel/《关注太阳系》,NASA/JPL)

(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):在不到五年的时间里,一颗以埃及混乱与毁灭之神阿波菲斯命名的1000英尺宽(305米宽)小行星将在距离地球30000英里(48300公里)的范围内经过。
科学家们不打算让这种大小的太空岩石罕见的近距离通过被浪费掉。
2029年4月13日,也就是星期五,当阿波菲斯,正式名称为(99942)阿波菲斯,最接近地球时,它将在我们的星球上变得如此突出,以至于可以用肉眼看到。
美国国家航空航天局的OSIRIS-APEX航天器(曾被称为OSIRIS-REx)将亲自与近地小行星(NEA)会面。
但是,如果一切顺利,美国国家航空航天局的任务可能会在交会期间加入许多小卫星。
在吉祥的“NEAlight”项目下,维尔茨堡朱利叶斯·马克西米利安大学(JMU)的一个团队,由太空工程师哈坎·卡亚尔领导,揭示了这种航天器的三个概念。
每一颗建议的卫星都将致力于利用这一小行星通道,因为地球每千年只经历一次这样的事件。
目标?收集数据,帮助科学家更好地了解太阳系,甚至可能有助于制定针对危险小行星的防御措施。
至于为什么阿波菲斯是行星防御研究的合适目标?这颗小行星于2004年被发现,很快就登上了衡量所谓潜在危险小行星(PHA)风险的榜首,即距离地球20个月球距离内宽度为460英尺(140米)或以上的小行星。
无论是阿波菲斯的大小,还是其轨道距离地球的距离,这颗小行星在17年内一直处于欧洲航天局(ESA)PHA“撞击风险列表”和NASA哨兵风险表的首位。
直到2021年3月,美国国家航空航天局的科学家近距离飞越这颗小行星——一块几乎和帝国大厦一样宽的太空岩石——才确定阿波菲斯实际上至少在100年内不会撞击地球。
尽管我们现在知道阿波菲斯在下个世纪不会与地球相撞,但它在2029年的科学影响仍然巨大,全球各国的航天机构将密切跟踪它的轨迹。
此外,作为一颗与婴儿太阳周围剩余物质形成的行星大约同时形成的小行星,阿波菲斯还为研究人员提供了一个独特的机会,可以确定大约46亿年前太阳系的化学成分
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尽管我们知道太阳系中大约有130万颗小行星,其中2500颗被认为具有潜在危险(尽管预计至少一个世纪内都不会有小行星撞击地球),但研究小行星的航天器任务相对罕见。
到目前为止,只部署了20次原位研究小行星的任务,包括上述OSIRIS REx、日本的“隼鸟1号”和“隼鸟2号”飞船、欧空局的“罗塞塔”太空探测器,以及美国国家航空航天局的“露西”号小行星跳跃任务,该任务目前正在前往与木星共享轨道的特洛伊小行星。
因此,JMU团队在考虑未来的小行星调查航天器时,必须仔细考虑其选择。
OSIRIS REx任务的插图,更名为OSIRIS-APEX,与阿波菲斯的日期为2029年。
(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局)
该团队的第一个概念是一颗小型卫星,它将在2029年4月接近地球时与阿波菲斯会合两个月。
飞船将在几周后与“毁灭之神”太空岩石粘在一起,即使它离开了。
在任务过程中,这艘德国国家航天器将拍摄阿波菲斯,并进行测量,记录NEA在飞越过程中发生的任何变化。
这项特殊任务将是一项具有挑战性的任务,因为它的持续时间、飞行所需的距离,以及飞行器必须长期自主运行的事实。
它还必须在阿波菲斯抵达地球附近至少一年前发射。
2029年4月,一颗用于调查阿波菲斯的小型卫星访问地球时可能出现(图片来源:uux.cn/SATEX团队/维尔茨堡大学)
该团队的第二个概念涉及与欧空局正在计划的名为RAMSES的更大航天器集成。
这次任务将配备较小的卫星、测量设备和望远镜。
拉美西斯以埃及法老拉美西斯大帝的名字命名,它将前往阿波菲斯,并在小行星经过地球时与之呆在一起。

如果第二个概念实现,RAMSES携带的一颗小型卫星将由JMU团队设计,该项目所需的技术工作量比第一个概念少,同时有望获得更多的科学知识。
然而,第二个概念面临的主要问题之一与补救措施的实施有关——不是字面上的,而是象征性的。
它的成功将取决于欧空局伙伴国是否愿意为此次任务提供资金。
同样,要确保这一概念的成功,至少需要365天的筹备时间。
第三个概念涉及一颗小型卫星,它只会在阿波菲斯距离地球最近的时候短暂飞过,并在这个过程中拍摄小行星的图像。
这一概念所需的工作量要小得多,而且这种工艺相对便宜。
然而,概念3的缺点是它的观测时间有限,这也会限制这次任务为我们了解小行星增加的知识量。
好的一面是,小规模的任务可能在阿波菲斯抵达前两天发射。
此外,如果概念3成功观测到阿波菲斯,它将展示小型廉价卫星研究小行星的能力,这可能会增加人们对未来小行星原位研究任务的兴趣。
NEAlight项目于2024年5月初启动;
从现在到2025年4月30日,JMU的科学家们将制定出各自任务的要求和具体情况。
除了阿波菲斯的访问之外,所考虑的三个概念可能仍然是未来前往其他太阳系行星、月球或其他有趣的近地天体的任务的选择。
为什么冲日前后是观测灶神星的好时机?中国科学院紫金山天文台科普主管王科超说,冲日是指天体与太阳的地心视黄经相差180度,此时天体、地球、太阳三者近似排成一条直线,地球恰好位于中间。
冲日前后,灶神星处于本轮会合周期中距离地球较近的阶段,被太阳照射的一面几乎完全朝向地球,亮度高且整夜可见,因此观测条件最为有利。
“10月中旬的前后数周都比较适合观测。
”王科超介绍,冲日时,灶神星在日落时从东方升起,几乎整夜可观测。
天文爱好者可借助双筒望远镜寻找它。
由于人类肉眼的观测极限约为6等,视力极佳的观测者,在无光污染的暗夜环境下有机会尝试肉眼观测它。
无论用肉眼还是用望远镜观测,灶神星均呈现星点形态。
“灶神星在星空中的位置也并非固定,相对于背景恒星每天会略微向西移动,但移动幅度很小。
借助星图定位,并连续观察几晚,就有机会从相对固定的背景恒星中辨认出这个会慢慢‘挪动’的小行星星点。
”王科超说。
值得一提的是,灶神星与地球距离最近时发生在10月9日,比冲日早4天,并非恰好发生在冲日当天。
王科超解释道,冲日看的是天体与太阳在天空中的相对位置,而不是距离远近。
灶神星的轨道既不是正圆,也与地球轨道不在同一平面,其轨道与黄道面存在约7度的倾角,因此“方向最对”和“距离最近”并不一定落在同一天。
王科超介绍,灶神星于1807年3月29日被发现,是人类发现的第四颗小行星。
灶神星个头相对较大、反照率高,是从地球上看最亮的小行星。
灶神星还有一个特别之处:地球上已经找到了来自它的陨石。
王科超解释道,陨石是太阳系天体形成和演化过程中不同阶段残留的“化石”。
灶神星在漫长的演化过程中经历过剧烈撞击,一些表面岩石由此被抛入太空,部分碎片最终落到地球。
在地球上收集到的无球粒陨石中,有一大类被称为HED族无球粒陨石。
HED取自三类陨石英文名称的首字母,分别是古铜钙长无球粒陨石(Howardite)、钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)和古铜无球粒陨石(Diogenite),它们被认为来自灶神星。
“绝大多数陨石很难确定母体来源,但HED陨石不仅是已发现无球粒陨石中数量最多的族群之一,而且母体来源明确,这些‘送到地球的灶神星样品’为科学家研究灶神星的形成演化和撞击历史提供了重要依据。
”王科超说。
(新华社)
将一个人置于一艘以9.8米每二次方秒(约35公里每小时)的加速度在太空中飞行的火箭中,他的双脚就会像在地球表面受到重力作用一样牢牢贴在舱室地板上。
爱因斯坦引力与牛顿引力的区别 当然,以9.8米每秒平方的加速度持续直线加速,永远模拟重力,并不是一个非常实际的方法。
更佳的方法是利用离心加速度这一效应,即当人绕轴旋转时(例如在旋转木马上),会感受到一种向外的表观作用力。
这是斯坦利库布里克在他的电影《2001太空漫游》中所利用的现象,这部电影是历史上最优秀的太空和科幻电影之一。
在太空飞船上能否像《2001太空漫游》中那样产生人工重力?图片由SunsetBoulevardCorbisviaGettyImages提供 在电影中,海伍德弗洛伊德博士的航天器停靠在空间站1的轴心位置,该空间站是一个直径275米(900英尺)的环形结构,正缓慢旋转。
当他沿着其中一条辐射状走廊向外前行时,他的体重(即作用于身体的重力大小)逐渐增加,最终到达空间站边缘时,几乎与他在地球上的体重相当。
当然,这与地球上的重力并不完全相同。
如果弗洛伊德放下一个物体,物体不会直接落到地板上,而是似乎被偏转到与空间站旋转相反的方向。
这被称为科里奥利效应。
科里奥利效应说明了一个爱因斯坦所认识到的微妙之处:引力只有在非常小的空间区域内才真正无法与加速度区分开来。
这意味着,尽管我们能够模拟出类似地球重力的环境,但永远无法真正完美地实现。
相关知识(天文术语) 航天器是用于在太空进行科学探索、通信、运输等任务的飞行器。
BY: Marcus Chown FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处